[發明專利]一種玻璃包覆金屬超微絲的熔融成形設備

在審

• 申請號: 202110701468.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113322544A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 羅奕兵;謝煒;仝永剛
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: D01F8/18
• 分類號: D01F8/18;B22D11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種玻璃包覆金屬超微絲的熔融成形設備由玻璃熔融坩堝、加熱系統、加壓系統、模板、金屬熔化管、收絲系統、冷卻系統、連接接頭、截止閥、柔性管組成；坩堝底部開設有錐臺形通孔，模板貼于坩堝底部并在錐臺形孔處開設有微孔；金屬熔化管兩端開口，金屬熔化管固定于熔融坩堝底部錐臺形孔的正上方，金屬熔化管的最下端深入玻璃熔融坩堝錐臺形孔內，金屬熔化管的外管壁與錐臺孔的孔壁之間存有縫隙；加壓系統控制著玻璃與金屬液面的壓力及壓力之差值。本工藝原理簡單，生產效率高。

技術領域

本發明涉及到一種金屬微絲的生產設備，尤其涉及到一種玻璃包覆金屬超微絲的熔融成形設備。

背景技術

隨著電子、通訊、信息工業的發展，對超微金屬微絲提出了越來越高的要求，如：直徑尺寸微小，強度高、耐強蝕、耐高溫、抗輻照以及高絕緣性等。采用常規塑性成形方法難以制備直徑為微米級的金屬超微絲。近年來，采用熔融紡絲法制備玻璃包覆金屬微絲，雖可實現微米級別金屬絲的制備，但由于金屬熔池懸浮的穩定較差，微絲外徑和芯絲直徑的尺寸波動較大，難以滿足微電子、半導體封裝對超微導絲產品性能的要求。

發明內容

針對懸浮玻璃熔融包覆金屬微絲生產穩定性的不足，本發明提出一種玻璃包覆金屬超微絲的熔融成形設備。

所述超微玻璃包覆金屬絲，其特征在于，超微玻璃包覆金屬絲的斷面結構由玻璃包覆層和金屬芯絲層組成，超微玻璃包覆金屬絲的外徑為0.005-0.4 mm，包覆層材質為玻璃，玻璃包覆層厚度為不小于0.002mm且不大于0.01mm。

進一步所述金屬芯絲層的材質為工業純金屬或合金；

進一步所述，玻璃的轉變溫度不高于芯絲層金屬的熔點；

進一步所述，本設備處于工作狀態時，玻璃置于玻璃熔融坩堝內，加熱系統讓玻璃處于流體狀態，金屬熔融坩堝底部外附設有模板，玻璃熔融坩堝底部與模板開設有玻璃包覆金屬絲成形的模孔；金屬則置于金屬熔化管內熔化，金屬熔化管下端開口置于模孔的正上方，在熔融玻璃液面和金屬液面施加一定壓力，然后采用引絲器從模板模孔內引出玻璃液和金屬液，熔融玻璃與金屬液在模孔內復合、拉出在外經冷卻定形、收絲成卷。

該裝置由玻璃熔融坩堝、加熱系統、加壓系統、模板、金屬熔化管、收絲系統、冷卻系統、連接接頭1、連接接頭2、截止閥、柔性管組成。

所述玻璃融坩堝采用陶瓷、或陶瓷外套石墨、或石墨、或高溫合金材料制成，玻璃熔融坩堝分為爐體和爐蓋，兩者之間采用螺栓+銅墊、螺栓+玻璃墊、或螺紋的形式實現坩堝容器的封閉，玻璃熔融坩堝與模板之間采用水玻璃緊密貼合在一起，玻璃熔融坩堝底部開設有錐臺形通孔，錐臺的錐形開口朝上，錐臺的錐形頂角為60-150゜，模板直接置于熔融坩堝底部的下面，在坩堝底部錐臺形模孔的正下方的模板處開設有微模孔，微模孔必有一段等徑孔，等徑孔的直徑為所制備玻璃包覆金屬超微絲的外徑，等徑孔的高度為0.5-2mm；在玻璃熔融坩堝的爐蓋裝配有用于壓力介質充入的連接接頭1，爐蓋同時開設有一個為金屬熔化管穿過的固定孔，金屬液熔化管從固定孔引出玻璃熔融坩堝，金屬熔化管、連接接頭1與爐蓋之間的縫隙采用水玻璃密封。

進一步，所述玻璃融坩堝采用陶瓷外套石墨、或石墨制成時，石墨的外露表面采用外刷耐火涂料防止高溫下石墨的氧化。

所述加熱系統包含加熱元件及附件；加熱元件采用電阻絲、或碳化硅棒、或感應器；采用電阻絲作為加熱元件時，爐膛斷面為圓形，加熱元件采用碳化硅棒時，爐膛斷面為矩形；加熱元件采用感應器時，感應器工作頻率不小于1000Hz，感應器采用整體式、或螺旋式；附件為溫度測量及控制所需部件，但不限于熱電偶、溫控儀、補償導線。

進一步，所述玻璃熔融坩堝除傳熱面及模板微孔處必要露面外，玻璃熔融坩堝外包覆絕熱保溫材料。